[发明专利]一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法及一种高温耐火材料

说明书

本发明提供了一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法以及一种高温耐火材料，属于二次资源综合利用领域。本发明将含钒钛固废和煤矸石研磨后和含碳物粉混合，将混合料压制成块状，得到初坯，然后将初坯进行还原焙烧，得到高温耐火材料。本发明利用煤矸石中的C在高温下还原含钒钛固废中的TiO₂、V₂O₅和SiO₂等，生成高温物相TiC、VC和SiC，并通过酸性氧化物与碱性氧化物之间的反应生成Ca₂SiO₄、Al₂SiO₅等，制备得到性能优异的高温耐火材料；本发明以含钒钛固废及煤矸石为原料，工艺简单、原料价廉易得、生产成本低、有效地利用了固废；本发明制备的高温耐火材料耐高温性能好，耐火度≥2100℃。

技术领域

本发明涉及二次资源综合利用技术领域，特别涉及一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法及一种高温耐火材料。

背景技术

我国四川攀枝花是著名的钒钛之都，拥有大量的钒钛资源。每年冶金固废产量非常大，例如含钒钛固废以及煤矸石，其中含钒钛固废包括高钛型高炉渣、提钒尾渣、钒钛尾矿、含钒钢渣等。目前攀枝花全市煤矸石的堆积量已达7000万吨，主要用于生产煤矸石砖、路基材料、混凝土骨料等；高钛型高炉渣堆积量已超过6000万吨，主要用途有提钛、制备钛硅合金、用作建筑材料等；提钒尾渣在全国范围内每年产量近100万吨，主要用途有再次提钒、回收利用铁、生产建材等；在攀枝花钒钛产业园区，钒钛尾矿的产量已达400万吨，主要用于金属回收以及制备建筑材料等；而含钒钢渣仅攀枝花钢铁集团公司一家的堆积量就达800万吨，主要是用于提钒。

对于大量的含钒钛固废以及煤矸石的产生，存在的主要问题是利用率不高，在这些固废中含有的V、Ti、Si等有用元素得不到有效利用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法及一种高温耐火材料。本发明利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料，使固废得到有效利用，且制备方法简单，成本低，得到的高温耐火材料性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法，包括以下步骤：

(1)将含钒钛固废和煤矸石研磨后和含碳物粉混合，得到混合料；

(2)将所述混合料压制成块状，得到初坯；

(3)将所述初坯进行还原焙烧，得到高温耐火材料。

优选的，所述含钒钛固废包括高钛型高炉渣、提钒尾渣、钒钛尾矿和含钒钢渣中的一种或几种。

优选的，所述含钒钛固废的化学成分为TiO₂：14.1～18Wt％；SiO₂：25.3～30.1Wt％；CaO：10.4～13.2Wt％；MgO：7～9Wt％；Al₂O₃：4.8～7.1Wt％；V₂O₅：0.3～1.5Wt％；FeO：13.1～16.5Wt％；TFe：17.2～20.1Wt％；

所述煤矸石的化学成分为：SiO₂：30～60Wt％；Al₂O₃：15～40Wt％；Fe₂O₃：1～10Wt％；CaO：1～4Wt％；MgO：1～3Wt％；K₂O：1～2Wt％；C：20～30Wt％；Na₂O：1～2Wt％。

优选的，所述研磨所得含钒钛固废粉中粒径≤200目的粉末的质量为含钒钛固废粉总质量的80％以上；